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Flexible and Sustainable Thermoelectric Generators for Powering Wearable Biosensors

Description du projet

Des générateurs durables à base de sulfure de cuivre pour les appareils portables sans batterie

Les patients étant de plus en plus nombreux à recourir à des biocapteurs portables fonctionnant sur batterie, assurer leur bon fonctionnement devient un enjeu majeur, d’autant plus que leur entretien régulier pose des difficultés et génère des problèmes environnementaux liés à l’élimination des déchets de batteries. Soutenu par le programme Actions Marie Sklodowska-Curie, le projet Flex-TEGs va développer des générateurs thermoélectriques souples à couche mince qui exploitent la chaleur corporelle, dans le but de créer des sources d’énergie durables qui ne nécessitent aucun entretien. L’utilisation de sulfure de cuivre, abondant sur Terre, non toxique et recyclable, contribue à résoudre les problèmes d’efficacité liés aux technologies organiques et inorganiques actuelles. Le processus d’intégration devrait contribuer à réduire de près de 90 % les coûts de fabrication par rapport aux solutions conventionnelles à base de tellurure de bismuth.

Objectif

The global demand for wearable biosensors is rapidly increasing due to the growing need for remote-patient monitoring. A major challenge, however, is that these devices dependent on batteries, which require frequent replacement or recharging, raising challenges for usability, waste, and sustainability. The proposed research aims to address this limitation by developing flexible thin-film thermoelectric generators (FLEX-TEGs) capable of harvesting body heat to provide a continuous and maintenance-free power source for wearable biosensors.

Current research on flexible thermoelectrics has focused on either flexible organic materials with low thermoelectric efficiency or inorganic material which are efficient but scarce, toxic, and expensive. These limitations restrict large-scale adoption and neglect the recyclability of devices at end-of-life. To move beyond the state of the art, this project will explore copper sulfide (Cu2-xS, x = 0-1) thin films. This material is earth-abundant, non-toxic, low-cost, and recyclable, with promising thermoelectric properties at room temperature that remain largely unexplored in flexible form.

The project will fabricate p- and n-type copper sulfide thin films, integrate them into FLEX-TEGs, and assess their room-temperature power output and mechanical durability. Dr. Maryana Asaad brings strong expertise in thermoelectric materials and device fabrication, while Prof. Paolo Scardi and his team at the University of Trento provide internationally recognised expertise in energy materials and device engineering.

The outcomes will deliver new insights into the performance of sustainable thermoelectric thin films, establish design strategies for FLEX-TEGs, and demonstrate their suitability for powering biosensors. The impact will include cost reductions of up to 90% compared to the commercially used Bi2Te3-based devices, elimination of toxic elements, and advancement of greener, more sustainable healthcare technologies.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TRENTO
Contribution nette de l'UE
€ 209 483,28
Adresse
VIA CALEPINA 14
38122 Trento
Italie
Région
Nord-Est Provincia Autonoma di Trento Trento
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée